JP4885833B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、監視カメラによる車体周囲の監視と、原動機の始動制御とを関連付けた油圧ショベル等の建設機械に関する。

車体周囲の監視と原動機の始動制御とを関連付けた従来技術として、例えば特許文献１に示されるものがある。この従来技術は、エンジン始動信号が出力されたときに、車両下方の撮影が行なわれ、この撮影画像に応じて車両の下方に障害物が有るか無いかが差分演算によって自動的に判定され、障害物が有ると判定された場合には、エンジンの始動を禁止する処理を行なうものである。
特開２００５−１３８７２０公報

上述した従来技術は、車体下方に障害物が有ると判定されるとエンジンの始動を禁止することから、建設機械への適用は困難である。建設機械、例えば土砂の掘削作業等を行なう油圧ショベルにあっては、作業の開始に際して、車体の周囲に障害物が存在するような場合、障害物を避けるために旋回体を旋回させたり、フロント作業機の姿勢を変更したり、走行体を走行させる動作が必要になる。したがって、上述した従来技術のように障害物があると判定されたときにエンジンの始動を禁止すると、このような障害物を避ける動作を実施できず、作業を開始することができなくなる。また、油圧ショベルが活用される作業現場においては、油圧ショベルの周囲に各種の資材が積まれたり、土石等が山積みされることが多い。これらの資材や土石等が作業開始に際して従来技術におけるように障害物と判定され、エンジンの始動が禁止されると、作業を開始できなくなる。すなわち、上述した従来技術を建設機械に適用した場合には、監視により障害物が見つかったときにエンジンの始動が禁止されてしまうことから、このようなときに建設機械の作業を実施できなくなる問題がある。

本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、作業開始に際して車体周囲の確認を確実に行なうことができるとともに、車体周囲に障害物が存在しているときでも原動機の始動が可能な建設機械を提供することにある。

この目的を達成するために、本発明は、原動機と、この原動機の駆動によって作動する作業機と、上記原動機の始動を可能にさせる始動指示信号を出力する原動機始動指示装置と、所定の車両情報を検出し検出信号を出力する車両情報検出手段と、車体周囲を監視し周囲画像情報を映像信号として出力する監視カメラと、上記車両情報検出手段から出力される検出信号、及び上記監視カメラから出力される映像信号に基づいて、上記車両情報及び上記周囲画像情報を選択的に表示可能なモニタ装置とを備えるとともに、上記原動機始動指示装置から上記始動指示信号が出力されてから所定の設定時間の間、上記モニタ装置に上記周囲画像情報を画面表示させる画面表示制御手段と、上記設定時間の間、上記原動機の始動を遅延させる原動機始動遅延手段とを備えたことを特徴としている。

このように構成した本発明は、作業機による作業開始に際して、原動機始動指示装置を操作すると、この原動機始動指示装置から始動指示信号が出力される。この始動指示信号に応じて画面表示制御手段は、モニタ装置に、車体周囲を監視している監視カメラの映像信号に基づく周囲画像情報を、原動機始動指示装置から始動指示信号が出力されてから所定の設定時間の間、画面表示させる。これによって、この建設機械のオペレータは、車体周囲の障害物の有無を確認でき、障害物が存在している場合には、障害物を避ける動作を行なった後に作業を開始すべきことに気付かされる。上述の設定時間の間は、原動機始動遅延手段によって原動機の始動が遅延される。オペレータによって車体周囲の障害物の確認が済み、設定時間が経過すると、原動機の始動が可能となる。したがって、障害物が存在する場合には、障害物を避ける当該建設機械の動作を行なうことが可能になるとともに、原動機の駆動によって作業機を作動させることができ、障害物が車体周囲に存在するときでも作業機による所定の作業を実施することができる。

このように本発明は、作業開始に際して、画像表示制御手段によるモニタ装置の周囲画像情報により車体周囲の確認を確実に行なうことができるとともに、車体周囲に障害物が存在していたときでも、原動機始動指示装置から始動指示信号が出力されてから設定時間が経過したときに、原動機の始動が可能になる。

また、本発明は、上記発明において、上記画面表示制御手段が、上記原動機始動指示装置から出力される上記始動指示信号に基づいて、上記モニタ装置の画面を周囲画像情報画面に切り換える画面切換手段を含み、上記原動機始動遅延手段が、上記設定時間を予め記憶する記憶手段と、上記モニタ装置に表示される上記周囲画像情報画面の表示時間が上記記憶手段に記憶される上記設定時間に至ったかどうか判別する画面表示時間判別手段と、上記原動機始動指示装置から出力される上記始動指示信号に基づいて、上記原動機を始動不能に制御するとともに、上記画面表示時間判別手段で上記モニタ装置の上記周囲画像情報画面の表示時間が上記記憶手段に記憶される上記設定時間に至ったと判別されたときに、上記原動機の始動が可能となるように制御する原動機始動制御手段とを含むことを特徴としている。

このように構成した本発明は、原動機始動指示装置から始動指示信号が出力されると、原動機始動遅延手段の原動機始動制御手段によって原動機の始動が不能となるように保持されるとともに、画面切換手段は、始動指示信号に基づいてモニタ装置の画面を周囲画像情報画面に切り換える。この周囲画像情報画面は、原動機始動遅延手段の画面表示時間判別手段で、周囲画像情報画面の表示時間が記憶手段に記憶される設定時間に至ったと判別されるまで継続して表示される。したがって、この建設機械のオペレータは、モニタ装置の周囲画像情報画面を見て車体周囲に障害物が存在するかどうかを確認することができる。原動機始動遅延手段の画面表示時間判別手段で、周囲画像情報画面の表示時間が設定時間に至ったと判別されると、例えば画面切換手段によって、車両情報及び周囲画像情報が選択的に表示される通常画面に切り換えられるとともに、原動機始動遅延手段の原動機始動制御手段によって車体周囲に障害物が存在するか否かに拘わらず、原動機の始動が可能となる。

また、本発明は、上記発明において、上記建設機械が油圧ショベルから成ることを特徴としている。このように構成した本発明は、油圧ショベルの作業開始時における車体周囲の資材や土砂等が障害物となっている場合に、そのような障害物の確認と、障害物を避ける対応動作を実施でき、所望の作業を実施できる。

本発明は、原動機始動指示装置から始動指示信号が出力されてから所定の設定時間の間、モニタ装置に周囲画像情報を画面表示させる画面表示制御手段と、設定時間の間、原動機の始動を遅延させる原動機始動遅延手段とを備えたことから、作業開始に際して、画面表示制御手段によって表示制御されるモニタ装置の画面の周囲画像情報によって車体周囲の確認を確実に行なうことができ、作業開始時の安全確保を実現できるとともに、原動機始動遅延手段による原動機の始動の遅延処理後には、車体周囲に障害物が存在しているときでも原動機の始動が可能になり、これによって障害物を避ける動作の実施も含めて当該建設機械において要求される全ての作業を実施することができ、従来技術では困難であった優れた作業性を確保することができる。

以下，本発明に係る建設機械を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。

図１は本発明に係る建設機械の一実施形態を構成する油圧ショベルを示す側面図である。この図１に示すように、本実施形態に係る建設機械は、例えば油圧ショベルであり、走行体１と、この走行体１上に配置される旋回体２とを備えている。旋回体２には、前側位置に運転室３が配置され、後側位置に重量バランスを確保するカウンタウエイト４が配置されている。旋回体２には、前方位置に土砂の掘削等に活用されるフロント作業機が取り付けられている。このフロント作業機は、例えば旋回体２に上下方向の回動可能に取り付けられるブーム５と、このブーム５の先端に上下方向の回動可能に取り付けられるアーム６と、このアーム６の先端に上下方向の回動可能に取り付けられるバケット７とを含んでいる。

図２は本実施形態の要部構成を示すブロック図である。上述した図１に示す油圧ショベルは、この図２に示すように、上述したフロント作業機等を駆動する油圧を吐出する図示しない油圧ポンプを駆動する原動機、すなわちエンジン８と、このエンジン８の駆動を制御するエンジンコントローラ９とを備えている。エンジン８には、このエンジン８を駆動する燃料を噴射する燃料噴射ポンプ１０の他、エンジン冷却水の温度を検出するエンジン冷却水温検出センサ１１が付設されている。また、上述した図１に示すカウンタウエイト４の上部に配置され、車体周囲を監視し周囲画像情報を映像信号として出力する監視カメラ１２と、運転室３内に配置され、監視カメラ１２から出力される映像信号に基づいて周囲画像情報を表示可能なモニタ装置１３とを備えている。

また、例えば同図２に示すように、燃料タンク１４と、この燃料タンク１４内の燃料の残量を検出する残量検出センサ１５とを備えている。この残量検出センサ１５や上述のエンジン冷却水温検出センサ１１等は、この油圧ショベルに係る作動情報、すなわち車両情報を検出する車両情報検出手段を構成している。なお、モニタ装置１３には、通常画面として上述した車両情報及び上述した周囲画像情報が選択的に表示されるようになっている。例えば、車両情報と周囲画像情報との双方の表示とか、車両情報のみの表示とかが選択的に可能となっている。

また、同図２に示すように、原動機始動指示装置、例えばエンジンキースイッチ装置１６を備えている。このエンジンキースイッチ装置１６は、複数の切換位置、例えばエンジン８の駆動を停止させるＯＦＦ位置、エンジン８を駆動可能な待機状態に保持するＯＮ位置、及びエンジン８を始動させるＳ位置、すなわちスタート位置を備えている。

本実施形態は特に、原動機始動指示装置すなわちエンジンキースイッチ装置１６から始動指示信号、すなわちＯＮ信号が出力されてから所定の設定時間の間、モニタ装置１３に例えば上述の通常画面に代えて監視カメラ１２の映像信号に基づく周囲画像情報のみを画面表示させる画面表示手段と、上述の設定時間の間、エンジン８の始動を遅延させる原動機始動遅延手段、すなわちエンジン始動遅延手段とを備えている。これらの画面表示手段とエンジン始動遅延手段は、後述するメインコントローラ１７の構成要素として含まれるものである。なお、上述の設定時間は、運転室３内のオペレータが監視カメラ１２の映像信号に基づくモニタ装置１３の周囲画像情報画面を見て、この油圧ショベルの周囲画像情報、例えば後方視界情報を認識可能となる時間に定められている。

上述したメインコントローラ１７は、同図２に示すように、エンジン冷却水温センサ１１、残量検出センサ１５等から出力される検出信号、及びエンジンキースイッチ装置１６から出力されるＯＮ信号等を入力する入力部１８と、エンジンキースイッチ装置１６からのＯＮ信号が入力されたかどうかを判別するキースイッチ信号判別手段２０と、このメインコントローラ１７における処理結果に応じた信号をエンジンコントローラ９あるいはモニタ装置１３に出力する出力部２４とを備えている。

さらにこのコントローラ１７は、上述した画面表示制御手段に含まれ、エンジンキースイッチ装置１６から出力されるＯＮ信号に基づいて、モニタ装置１３の画面を監視カメラ１２の映像信号に基づく周囲画像情報のみを表示する画面に切り換える画面切換手段２２を備えている。

またこのコントローラ１７は、上述したエンジン始動遅延手段に含まれ、上述した設定時間を予め記憶する記憶手段、すなわち記憶部１９と、モニタ装置１３に表示される周囲画像情報画面の表示時間が記憶部１９に記憶される設定時間に至ったかどうか判別する画面表示時間判別手段２３と、エンジンキースイッチ装置１６から出力されるＯＮ信号に基づいて、エンジン８を始動不能に制御するとともに、画面表示時間判別手段２３でモニタ装置１３の周囲画像情報画面の表示時間が記憶部１９に記憶される設定時間に至ったと判別されたときに、エンジン８の始動が可能となるように制御する原動機始動制御手段、すなわちエンジン始動制御手段２１とを備えている。

以下に、メインコントローラ１７で実施される処理動作を含めて本実施形態の動作について説明する。図３は図２に示す要部構成に含まれるメインコントローラにおける処理手順を示すフローチャートである。なお、予めメインコントローラ１７の記憶部１９に、設定時間として「５」を記憶させる処理が行なわれる。

上述したフロント作業機による作業開始に際して、エンジンキースイッチ装置１６をＯＦＦ位置から例えばＯＮ位置に操作すると、このエンジンキースイッチ装置１６から始動指示信号、すなわちＯＮ信号が出力される。

メインコントローラ１７のキースイッチ信号判別手段２０では、同図３の手順Ｓ１に示すように、エンジンキースイッチ装置１６からのＯＮ信号が入力されたかどうか判別される。今は、ＯＮ信号が入力されたと判別され、手順Ｓ２に移る。

この手順Ｓ２では、エンジン始動遅延手段に含まれるエンジン始動制御手段２１によってエンジン８の始動が一時的に不能となるように保持される。次に手順Ｓ３に移る。

この手順Ｓ３では、画面表示制御手段に含まれる画面切換手段２２によって、モニタ装置１３の画面を、例えば監視カメラ１２の映像信号に基づく周囲画像情報を表示する画面に切り換える処理が行なわれる。次に手順Ｓ４に移る。

この手順Ｓ４では、メインコントローラ１７に含まれるタイマに、計測に際しての単位時間に相応する「１」を加える処理がなされる。次に手順Ｓ５に移る。

手順Ｓ５では、エンジン始動遅延手段に含まれる画面表示時間判別手段２３によって、タイマで計測される単位時間の積算値であるモニタ装置１３の周囲画像情報画面の表示時間が「５」以上になったかどうかの判別が行なわれる。この判別がノーであれば、手順Ｓ３に戻り、モニタ装置１３に周囲画像情報画面が表示され続ける。したがって、運転室３内のオペレータは、モニタ装置１３の周囲画像情報画面を見て、この油圧ショベルの周囲、特に後方に、障害物が存在しないかどうかを確認することができる。また、この間、運転室３内のフロント作業機の操作装置、走行体１の操作装置、あるいは旋回体２の操作装置に誤ってオペレータの手等が触れることがあっても、エンジン８は停止状態に保持されているので、この油圧ショベルは作動することなく安全に保たれる。

上述した手順Ｓ５の判別がイエスとなったとき、すなわち、タイマで計測される周囲画像情報画面の表示時間が記憶部１９に記憶される時間「５」に至ったと画面表示時間判別手段２３で判別されると、手順Ｓ６に移る。

手順Ｓ６では、画面切換手段２２によって、モニタ装置１３の画面が周囲画像情報画面から、通常画面に切り換えられる処理がなされる。これにより、例えばエンジン冷却水温検出センサ１１や、燃料タンク１４に付設された残量検出センサ１５の検出信号に基づく車両情報と、監視カメラ１２の映像信号に基づく上述の周囲画像情報の双方が表示される画面となる。次に手順Ｓ７に移る。

手順Ｓ７では、エンジン始動制御手段２１によって、エンジン始動許可制御、すなわちエンジン８の始動が可能な状態に制御される。次に手順Ｓ８に移る。

この手順Ｓ８では、図２に示すエンジンキースイッチ装置１６がスタート位置（Ｓ位置）まで操作されたかどうかが、このメインコントローラ１７で判別される。今は例えばエンジンキースイッチ装置１６は、ＯＮ位置まで操作された状態であることから、この手順Ｓ６の判別はノーとなり、エンジン８は始動可能な待機状態に保たれる。このような状態から、エンジンキースイッチ装置１６をスタート位置まで操作すると、この手順Ｓ８の判別がイエスとなり、手順Ｓ９に移る。

この手順Ｓ９では、エンジン始動信号を出力部２４を介してエンジンコントローラ９に出力する処理が行なわれる。これにより、エンジンコントローラ９から燃料噴射装置１０に駆動信号が出力され、エンジン８が始動する。

したがって、モニタ装置１３の周囲画像情報画面で障害物の存在が認められないときには、例えばフロント作業機を駆動して所望の掘削作業等を直ちに実施することができる。また、モニタ装置１３の周囲画像情報画面で障害物の存在が認められたときには、走行体１を走行させるとか、旋回体２を旋回させるとか、フロント作業機の姿勢を変更するなどの障害物を避ける適切な動作を行なった後、所望の作業を実施することができる。作業の終了後に、エンジンキースイッチ装置１６をＯＦＦ位置に戻すと、エンジン８が停止する。

なお上記では、作業開始に際してエンジンキースイッチ装置１６をＯＮ位置まで操作した場合について説明したが、スタート位置（Ｓ位置）まで操作してもよく、このようにスタート位置まで操作した場合には、図３の手順Ｓ８の判断がイエスとなって、直ちに手順Ｓ９に移り、上述のエンジン始動信号がエンジンコントローラ９に出力され、上述した各動作が実施可能となる。

このように構成した本実施形態によれば、エンジンキースイッチ装置１６の操作によって始動指示信号、すなわちＯＮ信号が出力されてから所定の設定時間の間、モニタ装置１３に周囲画像情報を画面表示させる画面切換手段２２を含む画面表示制御手段と、設定時間の間、エンジン８の始動を遅延させる記憶部１９、画面表示時間判別手段２３、及びエンジン始動制御手段２１を含むエンジン始動遅延手段とを備えたことから、作業開始に際して、画面切換手段２２によって切り換えられるモニタ装置１３の画面の周囲画像情報によって車体周囲の確認を確実に行なうことができ、作業開始時の安全確保を実現できるとともに、エンジン始動遅延手段によるエンジン８の始動の遅延処理が終了した後には、車体周囲に障害物が存在しているときでも原動機の始動が可能になり、これによって障害物を避ける動作の実施も含めてこの油圧ショベルにおいて要求される全ての作業を実施でき、優れた作業性を確保できる。

本発明に係る建設機械の一実施形態を構成する油圧ショベルを示す側面図である。 本実施形態の要部構成を示すブロック図である。 図２に示す要部構成に含まれるメインコントローラにおける処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 走行体
２ 旋回体
３ 運転室
４ カウンタウエイト
５ ブーム
６ アーム
７ バケット
８ エンジン（原動機）
９ エンジンコントローラ
１０ 燃料噴射装置
１１ エンジン冷却水温検出センサ（車両情報検出手段）
１２ 監視カメラ
１３ モニタ装置
１４ 燃料タンク
１５ 残量検出センサ（車両情報検出手段）
１６ エンジンキースイッチ装置（原動機始動指示装置）
１７ メインコントローラ
１８ 入力部
１９ 記憶部（記憶手段）
２０ キースイッチ信号判別手段
２１ エンジン始動制御手段（原動機始動制御手段）
２２ 画面切換手段
２３ 画像表示時間判別手段
２４ 出力部

Claims (3)

1. 原動機と、この原動機の駆動によって作動する作業機と、上記原動機の始動を可能にさせる始動指示信号を出力する原動機始動指示装置と、所定の車両情報を検出し検出信号を出力する車両情報検出手段と、車体周囲を監視し周囲画像情報を映像信号として出力する監視カメラと、上記車両情報検出手段から出力される検出信号、及び上記監視カメラから出力される映像信号に基づいて、上記車両情報及び上記周囲画像情報を選択的に表示可能なモニタ装置とを備えるとともに、
   上記原動機始動指示装置から上記始動指示信号が出力されてから所定の設定時間の間、上記モニタ装置に上記周囲画像情報を画面表示させる画面表示制御手段と、
   上記設定時間の間、上記原動機の始動を遅延させる原動機始動遅延手段とを備えたことを特徴とする建設機械。
2. 上記請求項１記載の建設機械において、
   上記画面表示制御手段が、上記原動機始動指示装置から出力される上記始動指示信号に基づいて、上記モニタ装置の画面を周囲画像情報画面に切り換える画面切換手段を含み、
   上記原動機始動遅延手段が、
   上記設定時間を予め記憶する記憶手段と、
   上記モニタ装置に表示される上記周囲画像情報画面の表示時間が上記記憶手段に記憶される上記設定時間に至ったかどうか判別する画面表示時間判別手段と、
   上記原動機始動指示装置から出力される上記始動指示信号に基づいて、上記原動機を始動不能に制御するとともに、上記画面表示時間判別手段で上記モニタ装置の上記周囲画像情報画面の表示時間が上記記憶手段に記憶される上記設定時間に至ったと判別されたときに、上記原動機の始動が可能となるように制御する原動機始動制御手段とを含むことを特徴とする建設機械。
3. 上記請求項１または２記載の建設機械において、
   油圧ショベルから成ることを特徴とする建設機械。

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